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Panzertiere: Der nicht newtonsche Panzer des Kofferfisches

Die Panzerplatten der Kofferfische sind gegeneinander beweglich - bis eine Kraft auf sie wirkt.

Die harte und gleichzeitig flexible Panzerung der Kofferfische inspiriert Materialforscher. Ein Team um Wen Yang aus San Diego untersuchte die Plattenrüstung des bis zu 45 Zentimeter langen Kuhfisches (Lactoria cornuta) und stieß auf eine ausgeklügelte Struktur aus steifen und elastischen Elementen. Der Panzer der Tiere besteht aus polygonalen, meist sechseckigen Platten, die aneinanderstoßen, sich aber nicht überlappen. Damit dadurch keine Schwachstellen auftreten und der Panzer bei Belastung hinreichend steif bleibt, sind die Kontaktstellen gezahnt. Unter normalen Umständen bleiben sie beweglich, unter Druck verhaken sich die Platten ineinander und der Panzer wird steif – wie ein nicht newtonsches Fluid, das unter Scherkraft hochviskos wird.

Die meisten Fische haben einen Panzer aus überlappenden Schuppen – so entstehen an den Übergängen keine Schwachpunkte. Weshalb diese Schwachpunkte bei Kofferfischen nicht relevant sind, war bisher offen. Die detaillierten elektronenmikroskopischen Untersuchungen der Arbeitsgruppe zeigen nun die Funktionsweise der Plattenränder. Diese tragen mikroskopische Zähne, zwischen denen eine kleine Lücke frei bleibt. Die Platten bleiben gegeneinander beweglich, solange keine Kraft auf sie wirkt. Unter Druck oder Zug verhaken sich die Zähne jedoch ineinander und versteifen die Struktur. Zusätzlich versteifen sternförmige Grate die einzelnen Platten, so dass Druck auf die ganze Struktur abgeleitet wird. Eine Lage aus Kollagenfasern unter den Platten verleiht dem Panzer Elastizität.

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